CN108625529A - 一体化轻质采光隔热组件及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
一体化轻质采光隔热组件及其制造方法，主要由中空板、密封件、气凝胶构成，所述气凝胶填充于所述中空板的空腔中，所述中空板的空腔开口处用所述密封件密封。其制造方法包括以下步骤：（1）中空板填充，将所述气凝胶填充于所述中空板的空腔中；（2）中空板封口，在步骤（1）的中空板的开口处放置密封件，密封。该一体化轻质采光隔热组件具有轻质、高强、制备工艺简单特性以及优异的绝热性和透光性，适用于绿色建筑和超低能耗建筑，特别是高层、超高层建筑的门窗、幕墙玻璃、室内间隔和采光屋顶等领域，尤其适用于既有建筑的门窗、幕墙改造。
Description
技术领域
本发明涉及采光隔热材料领域，尤其涉及一体化轻质采光隔热组件及其制造方法。
背景技术
中空板，如PC中空板、PMMA中空板等，具有高透明度、轻质、高强、抗冲击、化学惰性、制造工艺简单等特性，可以代替玻璃用于建筑门窗、围护结构等采光和装饰领域。随着我国经济的高速发展，人们对生活质量的要求越来越高，建筑门窗面积越来越大，建筑门窗已从过去单纯用于采光和装饰，逐渐向安全、保温隔热、隔音降噪、控制光线等方向发展。
气凝胶是一种由纳米级颗粒堆积而成的、具有纳米级孔洞的轻质固体材料，因此具有极高的孔隙率、比表面积，优异的化学稳定性和不燃性，表现出优异的轻质、透光、隔热、保温、隔音、防火、抗冲击性能；将气凝胶与中空板结合有望制得具有轻质、高强、保温隔热、隔音、抗冲击等性能的采光组件。
发明内容
基于此，有必要提供一体化轻质采光隔热组件及其制造方法。
一体化轻质采光隔热组件，主要由中空板、密封件、气凝胶构成，所述气凝胶填充于所述中空板的空腔中，所述中空板的空腔开口处用所述密封件密封。
在其中一个实施例中，所述中空板和所述密封件的材质包括聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯、氟化乙烯丙烯共聚物、双烯丙基二甘醇碳酸脂聚合物；所述中空板和所述密封件包括设置有通气口的密封件。
在其中一个实施例中，所述中空板的内部具有一个或多个空腔，所述空腔的形状包括三棱柱、四棱柱、六棱柱、八棱柱、圆柱体。
在其中一个实施例中，所述气凝胶为气凝胶板材、气凝胶颗粒或气凝胶粉体，所述气凝胶颗粒包括具有对称、规则形状的气凝胶颗粒，所述对称、规则形状包括正四面体、正六面体、正八面体、正十二面体、正二十面体。
一体化轻质采光隔热组件的制备方法，包括以下步骤：（1）中空板填充，将所述气凝胶填充于所述中空板的空腔中；（2）中空板封口，在步骤（1）的中空板的开口处放置密封件，密封。
在其中一个实施例中，所述步骤（1）中，还包括振动密实处理，所述振动密实处理为将所述气凝胶填充于所述中空板的空腔中时和/或将所述气凝胶填充于所述中空板的空腔中后，采用振动密实装置对气凝胶进行振动密实处理，所述振动密实装置为机械式振动器、气动式振动器、液压式振动器、超声波振动、电磁式振动器中的一种或多种，所述振动密实装置的振动模式为垂直式或水平式或复合式。
在其中一个实施例中，所述步骤（2）在真空环境中进行；所述步骤（2）之后，包括抽真空步骤，具体为利用所述中空板或所述密封件的通气口对所述中空板的空腔进行抽真空处理；所述步骤（2）之后，包括惰性气体添加步骤，具体为利用所述中空板或所述密封件的通气口向中空板的空腔中添加惰性气体。
在其中一个实施例中，所述步骤（1）之前或所述步骤（2）之后，包括贴膜步骤；所述贴膜步骤为在所述中空板的表面黏贴匀光膜、紫外线吸收膜、防眩目膜、低辐射膜、热致变色膜、电致变色膜中的一种或多种。
在其中一个实施例中，所述步骤（2）中，所述密封为利用密封胶将密封件与中空板密封，所述密封胶包括硅酮胶、聚硫胶、丁基胶、水和硅酸钠、硅酸钾水合物。
上述一体化轻质采光隔热组件具有轻质、高强、制备工艺简单特性以及优异的绝热性和透光性，适用于绿色建筑和超低能耗建筑，特别是高层建筑、超高层建筑的门窗、幕墙玻璃、室内间隔和采光屋顶等领域，尤其适用于既有建筑的门窗、幕墙改造。
附图说明
图1为本发明的一体化轻质采光隔热组件的立体图；
图2为本发明的另一一体化轻质采光隔热组件的立体图；
图3为本发明的另一一体化轻质采光隔热组件的立体图；
图4为本发明的另一一体化轻质采光隔热组件的立体图；
图5为本发明的另一一体化轻质采光隔热组件的立体图；
其中，1—中空板，2—密封件，3—气凝胶，11—中空板的面板，12—中空板的间隔板。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
本发明的一体化轻质采光隔热组件的一种实施例，主要由中空板1、密封件2、气凝胶3构成；所述气凝胶3填充于所述中空板1的空腔中，所述中空板1的空腔开口处用所述密封件2密封。
如此，本发明的一体化轻质采光隔热组件具有优异的轻质、高强、隔热保温、隔音降噪、漫射透光、抗风压等特性。
本实施例中，所述中空板和所述密封件的材质可以为聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯、氟化乙烯丙烯共聚物、双烯丙基二甘醇碳酸脂聚合物中的一种或多种；所述中空板和所述密封件可以设置通气口。
如此，具有透明、高强、轻质特性的材料均适用于本发明的中空板；在中空板和密封件上预留通气口可以对中空板的空腔进行抽真空处理或填充惰性气体处理。
本实施例中，所述中空板的内部具有一个或多个空腔；所述空腔的形状可以为三棱柱、四棱柱、六棱柱、八棱柱、圆柱体中的一种或多种；所述相邻空腔之间可以设置通孔。
此外，所述空腔的形状可以但不限于是上述形状。
如此，本发明的中空板1的内部可以具有一个空腔，如图2所示；中空板1可以具有多个空腔，空腔的形状为四棱柱，如图1和3所示；中空板1可以具有多个空腔，空腔的形状为三棱柱，如图4所示；中空板1的内部具有多个空腔，空腔的形状为四棱柱，空腔与空腔之间可以是相互分离的，如图5所示；本发明中的中空板的空腔之间还可以设有微小通孔，这样有利于简化抽真空处理工艺和填充惰性气体工艺。
本实施例中，所述气凝胶为气凝胶板材、气凝胶颗粒或气凝胶粉体；所述气凝胶颗粒和所述气凝胶粉体可以具有对称、规则形状；所述对称、规则形状可以为正四面体、正六面体、正八面体、正十二面体、正二十面体中的一种或多种。
此外，本发明的气凝胶优选具有透光特性的SiO2气凝胶。
如此，根据用途选择合适的气凝胶形状和尺寸大小，调控本发明的采光隔热组件的采光、透光特性。
一体化轻质采光隔热组件，包括以下步骤：（1）中空板1填充，将所述气凝胶3填充于所述中空板1的空腔中；（2）中空板1封口，在步骤（1）的中空板1的开口处放置密封件2，密封。
此外，本发明的中空板可以通过挤塑、吹塑等成型工艺制得，制备工艺简单，生产效率高；中空板1主要由面板11和支撑板12组成，面板11和支撑板12是一体化结构；面板11和支撑板12的厚度可以根据需要调整。
如此，本发明的一体化轻质采光隔热组件的制造工艺简单，实用，用途广泛，特别适合工业化生产。
本实施例中，所述步骤（1）中，还可以包括振动密实处理，所述振动密实处理为将所述气凝胶填充于所述中空板的空腔中时和/或将所述气凝胶填充于所述中空板的空腔中后，采用振动密实装置对气凝胶进行振动密实处理；所述振动密实装置为机械式振动器、气动式振动器、液压式振动器、超声波振动、电磁式振动器中的一种或多种；所述振动密实装置的振动模式为垂直式或水平式或复合式。
如此，通过振动密实装置的振动，使得气凝胶颗粒或气凝胶粉体之间空隙均匀，可以防止颗粒、粉体架空造成空隙不均匀，中空板腔体填料不满的情况出现，而且，在填料的同时振动，有利于气凝胶颗粒的加速填充，防止进料口堵塞的情况出现。
本实施例中，所述步骤（2）可以在真空环境中进行；所述步骤（2）之后，还可以包括抽真空步骤，具体为利用所述中空板或所述密封件的通气口对所述中空板的空腔进行抽真空处理；所述步骤（2）之后，还可以包括惰性气体添加步骤，具体为利用所述中空板或所述密封件的通气口向中空板的空腔中添加惰性气体。
如此，在真空环境下进行气凝胶填充或者对中空板的空腔进行抽真空处理可以提高气凝胶颗粒或气凝胶粉体的堆积密度，减少由于空气存在而产生的对流辐射传热，进一步提高本发明的一体化轻质采光隔热组件的保温隔热性能；在中空板中填充惰性气体，可以降低其热传递，进一步提高本发明的一体化轻质采光隔热组件的保温隔热性能。
本实施例中，所述步骤（1）之前或所述步骤（2）之后，还可以包括贴膜步骤；所述贴膜步骤为在所述中空板的表面黏贴匀光膜、紫外线吸收膜、防眩目膜、低辐射膜、热致变色膜、电致变色膜中的一种或多种。
如此，黏贴匀光膜，可以打乱光线的出射角度，柔化光源并使光线均匀化；黏贴紫外线吸收膜，可以显著降低紫外线射入中空板的量，一方面避免中空板老化变色，一方面降低紫外线射入建筑的量；黏贴防眩目膜，可以避免直射光进入建筑，减少入射光对人眼的刺激；黏贴低辐射膜可以降低太阳光，特别是红外线进入一体化轻质采光隔热组件，进一步提高本发明的一体化轻质采光隔热组件的隔热性能；黏贴热致变色膜可以智能调节光线进入建筑物的量，达到双向调控太阳光线进入的目的；黏贴电致变色膜可以人工调节采光隔热组件的颜色。
本实施例中，所述步骤（2）中，所述密封可以为利用密封胶将密封件与中空板密封；所述密封胶可以为硅酮胶、聚硫胶、丁基胶、水和硅酸钠、硅酸钾水合物中的一种或多种。
如此，提高本发明的一体化轻质采光隔热组件的密闭性，提高使用寿命。
上述一体化轻质采光隔热组件具有轻质、高强、制备工艺简单特性以及优异的绝热性和透光性，适用于绿色建筑和超低能耗建筑，特别是高层建筑、超高层建筑的门窗、幕墙玻璃、室内间隔和采光屋顶等领域，尤其适用于既有建筑的门窗、幕墙改造。
下面为具体实施例部分。
实施例1
采用以下步骤制备一体化轻质采光隔热组件：
（1）向具有多个四棱柱空腔组成的中空PC板（如图1所示）中填充SiO2气凝胶颗粒，其中，中空PC板的面板的厚度为6mm，支撑板的厚度为4mm，四棱柱腔体的尺寸为20×10×1200mm，中空PC板的尺寸为800×1200×22mm，腔体之间具有细小的通气口，SiO2气凝胶颗粒的平均粒径为2mm，填充SiO2气凝胶颗粒的同时进行复合振动密实处理，之后放置密封件，并且使用硅酮胶密封；
（2）在密封件上设置通气口，对中空PC板进行抽真空处理，然后在中空PC板的太阳光入射面的外侧黏贴紫外线吸收膜，得到一体化轻质采光隔热组件。表1为实施例1的一体化轻质采光隔热组件的性能指标。
表1 实施例1的采光隔热组件的性能指标
实施例2
采用以下步骤制备一体化轻质采光隔热组件：
（1）向具有多个四棱柱空腔组成的两壁中空PMMA板（如图5所示）中填充SiO2气凝胶颗粒和SiO2气凝胶板材，其中，中空PMMA板的面板的厚度为8mm，支撑板的厚度为4mm，四棱柱腔体的边长为20mm×10mm×300mm，腔体之间设置细小通孔，每个腔体有一个敞口，由于填充气凝胶板材的采光隔热组件的可以透像和透光，填充气凝胶颗粒和气凝胶粉末的采光隔热组件可以采光，该实施例根据设计图案向每个长方体空腔中填充SiO2气凝胶颗粒和SiO2气凝胶板材，SiO2气凝胶颗粒的平均粒径为2mm，填充SiO2气凝胶颗粒的同时，使用机械式振动器进行复合振动密实处理，之后放置密封件，并且使用硅酮胶密封；
（2）在中空PMMA板的太阳光入射面的外侧黏贴紫外线吸收膜，得到一体化轻质采光隔热组件。表2为实施例2的一体化轻质采光隔热组件的性能指标。
表2 实施例2的采光隔热组件的性能指标
实施例3
采用以下步骤制备采光隔热组件：
（1）向具有1个空腔组成的中空PC板（如图2所示）中填充SiO2气凝胶块体，SiO2气凝胶块体的尺寸与四棱柱空腔的尺寸一致，其中，中空PC板的面板的厚度为6mm，中空PC板的尺寸为800×1200×24mm，填充SiO2气凝胶块体后放置密封件，并且使用丁基胶密封；
（2）在中空PC板的太阳光入射面的外侧黏贴紫外线吸收膜，之后将填充体放置于步骤（1）的空腔中，得到一体化轻质采光隔热组件。表3为实施例3的采光隔热组件的性能指标。
表3 实施例3的采光隔热组件的性能指标
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一体化轻质采光隔热组件，其特征在于，主要由中空板、密封件、气凝胶构成，所述气凝胶填充于所述中空板的空腔中，所述中空板的空腔开口处用所述密封件密封。
2.根据权利要求1所述的一体化轻质采光隔热组件，其特征在于，所述中空板和所述密封件的材质包括聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯、氟化乙烯丙烯共聚物、双烯丙基二甘醇碳酸脂聚合物；所述中空板和所述密封件包括设置有通气口的密封件。
3.根据权利要求1所述的一体化轻质采光隔热组件，其特征在于，所述中空板的内部具有一个或多个空腔，所述空腔的形状包括三棱柱、四棱柱、六棱柱、八棱柱、圆柱体。
4.根据权利要求1所述的一体化轻质采光隔热组件，其特征在于，所述气凝胶为气凝胶板材、气凝胶颗粒或气凝胶粉体，所述气凝胶颗粒包括具有对称、规则形状的气凝胶颗粒，所述对称、规则形状包括正四面体、正六面体、正八面体、正十二面体、正二十面体。
5.一体化轻质采光隔热组件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）中空板填充，将所述气凝胶填充于所述中空板的空腔中；（2）中空板封口，在步骤（1）的中空板的开口处放置密封件，密封。
6.根据权利要求5所述的一体化轻质采光隔热组件的制造方法，其特征在于，所述步骤（1）中，还包括振动密实处理，所述振动密实处理为将所述气凝胶填充于所述中空板的空腔中时和/或将所述气凝胶填充于所述中空板的空腔中后，采用振动密实装置对气凝胶进行振动密实处理，所述振动密实装置为机械式振动器、气动式振动器、液压式振动器、超声波振动、电磁式振动器中的一种或多种，所述振动密实装置的振动模式为垂直式或水平式或复合式。
7.根据权利要求5所述的一体化轻质采光隔热组件的制造方法，其特征在于，所述步骤（2）在真空环境中进行；所述步骤（2）之后，包括抽真空步骤，具体为利用所述中空板或所述密封件的通气口对所述中空板的空腔进行抽真空处理；所述步骤（2）之后，包括惰性气体添加步骤，具体为利用所述中空板或所述密封件的通气口向中空板的空腔中添加惰性气体。
8.根据权利要求5所述的一体化轻质采光隔热组件的制造方法，其特征在于，所述步骤（1）之前或所述步骤（2）之后，包括贴膜步骤；所述贴膜步骤为在所述中空板的表面黏贴匀光膜、紫外线吸收膜、防眩目膜、低辐射膜、热致变色膜、电致变色膜中的一种或多种。
9.根据权利要求5所述的一体化轻质采光隔热组件的制造方法，其特征在于，所述步骤（2）中，所述密封为利用密封胶将密封件与中空板密封，所述密封胶包括硅酮胶、聚硫胶、丁基胶、水和硅酸钠、硅酸钾水合物。
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